激光雷达是一种集激光扫描与定位定姿系统于一身的测量装备，激光雷达系统包括激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。鉴于光速是已知的，传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度，激光扫描角度，就可以准确地计算出每一个地面光斑的三维坐标 X，Y，Z。
激光雷达相比于摄影测量是主动遥感，扫描激光由仪器自己发出，其激光有很强的穿透性，所以激光雷达可以适应不同的天气，并且可以在夜晚作业，这点是摄影测量无法做到的。
激光雷达获取的高精度点云数据测量精度高，应对输电线、桥梁铁索等细长的结构或工业厂区、信号塔复杂的结构都能很好地还原，适合做高精度地形测量与工程勘测、以及对精度要求很高的工程测量应用。
激光雷达具有穿透植被的能力，可以测量植被覆盖下的地形。一般的激光雷达处理软件都能通过自动或人工交互处理，把入射到植被、房屋、建筑物等非地形目标上的点云进行分类、滤波或去除，然后构建不规则三角网TIN，就可以快速提取 DEM。由于激光点密度大，数目多，使得生产高精度、高分辨率的 DEM 也成为可能，因此它是解决快速进行 DEM数据采集的最有效方法，其产品精度甚至可以满足多行业对高程的需求。
在特定的应用，如林业中，多次回波LIDAR可穿透植被冠层，提取植被信息，快速获取植被点云，从而分析得出树木的冠幅、生长密度、面积、蓄积量及生长趋势等，这个摄影测量系统很难做到。
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